高壓固態電子開關的製作方法
2024-01-23 20:01:15 1
高壓固態電子開關的製作方法
【專利摘要】本發明介紹了一種高壓固態電子開關，具有一個觸發裝置（6）、一個高壓接線端（7）和至少二個晶閘管級（8），每個晶閘管級（8）具有二個散熱器（5）。二散熱器（5）之間夾持一個光控晶閘管（2）和一個二極體（3）。光控晶閘管（2）的陽極與二極體（3）的陰極並聯一側散熱器（5），光控晶閘管（2）的陰極與二極體（3）的陽極並聯另一側散熱器（5）。二散熱器（5）之間串聯一均壓器件（4）。觸發裝置（6）通過光纖（1）串聯各光控晶閘管（2）。本開關：1）、運行可靠；2）、體積小，重量輕，易於操作；3）、結構簡單，光纖直接觸發控制；4）、高低電壓隔離，確保安全。
【專利說明】高壓固態電子開關【技術領域】
[0001]本發明屬於電氣工程【技術領域】，尤其涉及一種可用於產生振蕩電壓的高壓固態電子開關，該開關適用於高壓電力電纜振蕩波電壓波局部放電檢測試驗。
【背景技術】
[0002]隨著城市建設的不斷發展，城市電網日益擴大，交聯聚乙烯XLPE電力電纜由於其絕緣性能好、易於製造、安裝方便、供電安全可靠等特點，越來越廣泛應用於城市配網工程。而振蕩波電壓波局部放電檢測能夠準確檢測電纜的局部放電量並確定局部放電部位，是國際電工委員會推薦採用的電力電纜絕緣狀態檢測技術。振蕩波電壓波是通過高壓開關閉合對電力電纜放電實現的，現有高壓開關有採用彈簧操作機構的斷路器，其動作時間長且體積較大，不利於現場試驗。或採用電控晶閘管閥組作為高壓開關，其晶閘管觸發控制比較麻煩，僅為實現高低壓隔離，還需為處於高電位的晶閘管設計專門的觸發供電方案，整體結構複雜。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是，針對現有技術的缺陷，提供一種可用於產生振蕩電壓的高壓固態電子開關，該開關控制方式應簡單，並完全實現高低壓隔離，能夠確保操作安全。
[0004]本發明的技術方案是，所述高壓固態電子開關，參見圖1，具有一個觸發裝置6、一個高壓接線端7和至少二個晶閘管級8，每個晶閘管級8具有二個矩形板塊狀散熱器5。該二個散熱器5之間夾持有一個光控晶閘管2和一個二極體3。所述光控晶閘管2的陽極與所述二極體3的陰極並聯連接一側散熱器5，所述光控晶閘管2的陰極與所述二極體3的陽極並聯連接另一側散熱器5。該二個散熱器5分別並聯光控晶閘管2和二極體3 —端的另一端之間串聯連接一均壓器件4。所述二散熱器5之間的均壓器件4，是為實現各晶閘管級8之間的動態和靜態均壓，確保各級晶閘管級8承受相同的電壓值。上下兩部分散熱器5為光控晶閘管2和二極體3提供夾持並散發光控晶閘管2和二極體3產生的熱量。本高壓固態電子開關如上所述由至少二個晶閘管級8和一個觸發裝置6串聯組成。所述觸發裝置6由其輸出端通過光纖1串聯連接各個晶閘管級8所夾持的光控晶閘管2的輸入端。所述高壓接線端7安裝在最外層的晶閘管級8上並與該晶閘管級8的外層散熱器5的輸入端連接，以便使用時方便外接高壓電。本高壓固態電子開關一旦投入使用，觸發裝置6 —旦接收到後臺控制命令，即將觸發命令轉化為光信號，通過光纖1同時觸發各個光控晶閘管，使得本高壓固態電子開關閉合產生振蕩電壓波。
[0005]本發明的高壓直流發生器使用時，電力電纜振蕩波試驗首先通過高壓直流發生器給電力電纜施加試驗所需電壓值，電纜停止充電後導通高壓固態電子開關，使得電纜與高壓電抗器組成串聯迴路產生電壓振蕩。高壓固態電子開關在未導通前需承受施加在電力電纜上的直流高壓，觸發裝置接受導通高壓固態電子開關命令後，同時給所有光控晶閘管輸入光觸發信號，晶閘管導通，反向電流流過並聯的二極體，因此只需在光控晶閘管承擔正向電壓時施加光觸發信號，即可使該高壓固態電子開關一直處於導通狀態，產生振蕩電壓波。[0006]本發明的有益效果是:
[0007]1)、無彈簧操作一類機械性質機構參與故運行十分可靠；
[0008]2)、體積小，重量輕，易於現場試驗操作；
[0009]3)、結構簡單，可在沒有外加電源的條件下，直接通過光纖即可觸發控制且控制可
A+^.罪；
[0010]4)、採用光纖觸發，滿足了高低電壓之間的隔離，確保了人身和設備的安全。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明高壓固態電子開關一個具體實施例的結構框圖，圖中標示為:
[0012]1 一光纖，
[0013]2—光控晶閘管，
[0014]3—二極體，
[0015]4 一均壓器，
[0016]5一散熱器，
[0017]6—觸發裝置，
[0018]7—高壓接線端，
[0019]8—晶閘管級。
【具體實施方式】
[0020]參見圖1，設本發明高壓固態電子開關的該實施例的晶閘管級8為三個。該實施例的光控晶閘管2採用德國EUPEC英飛凌光控晶閘管可控矽系列模塊之T588N06-18T0F模塊。二極體3採用中國株洲南車時代電氣股份有限公司電力電子事業部生產的ZP8500型平板式二極體。均壓器件4採用市售通用電阻電容串聯組成，其中電阻選用深圳正陽興公司產RI80型電阻，阻值100k Q ；電容選用美國⑶E無感高頻高壓吸收電容器，容值2.2 ii F。散熱器5採用中國株洲眾瑞傳熱技術有限責任公司生產的矩形板塊狀模塊化鋁散熱器。高壓固態電子開關可以根據現場電力電纜震蕩電壓試驗所需電壓等級，確定所需晶閘管級串聯數量，例如進行30kV震蕩電壓試驗需要串聯6級晶閘管器件。觸發裝置6採用中國湖南湘電試驗研究院研製開發的TR-1型觸發控制器。而光纖1採用市售通用光纖；高壓接線端7採用市售通用高壓接線板。所述光纖1、光控晶閘管2、二極體3、均壓器4、散熱器5、觸發裝置6、高壓接線端7按上述技術方案，參照附圖1所示連接方式連接。其中晶閘管級8如上所述為三個。每個晶閘管級8有二個相層疊的矩形散熱器5。二散熱器5之間夾持一個光控晶閘管2和一個二極體3。光控晶閘管2的陽極與二極體3的陰極並聯連接一側散熱器5，光控晶閘管2的陰極與二極體3的陽極並聯連接另一側散熱器5。二個散熱器5分別並聯光控晶閘管2和二極體3 —端的另一端之間串聯連接均壓器件4。觸發裝置6由其輸出端通過光纖1串聯連接各個晶閘管級8所夾持的光控晶閘管2的輸入端。高壓接線端7安裝在最外層的晶閘管級8上並與該晶閘管級8的外層散熱器5的輸入端連接。
[0021]上述結構的本發明的該例高壓固態電子開關，經試製試用被證明效果良好，使用方便、安全可靠，完全達到設計要求。
【權利要求】
1.一種高壓固態電子開關，其特徵在於，它具有一個觸發裝置(6)、一個高壓接線端(7)和至少二個晶閘管級(8)，每個晶閘管級(8)具有二個矩形板塊狀散熱器(5)，該二個散熱器(5)之間夾持有一個光控晶閘管(2)和一個二極體(3)，所述光控晶閘管(2)的陽極與所述二極體(3)的陰極並聯連接一側散熱器(5)，所述光控晶閘管(2)的陰極與所述二極體(3)的陽極並聯連接另一側散熱器(5)，該二個散熱器(5)分別並聯光控晶閘管(2)和二極體(3 ) —端的另一端之間串聯連接一均壓器件(4 )，所述觸發裝置(6 )由其輸出端通過光纖(1)串聯連接各個晶閘管級(8)所夾持的光控晶閘管(2)的輸入端，所述高壓接線端(7)安裝在最外層的晶閘管級(8)上並與該晶閘管級(8)的外層散熱器(5)的輸入端連接。
【文檔編號】H03K17/78GK103475348SQ201310413935
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月12日 優先權日:2013年9月12日
【發明者】劉味果, 齊飛, 周恆逸, 趙邈 申請人:國家電網公司, 國網湖南省電力公司電力科學研究院, 湖南省湘電試研技術有限公司